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Capí tulo 7Capí tu lo 7

CALIBRADORESCALIBRADORES

7.1 INTRODUÇÃO7.1 INTRODUÇÃO

Calibradores são padrões geométricos corporificados largamente empregadas naindústria metal-mecânica. Na fabricação de peças sujeitas a ajuste, as respectivasdimensões têm tolerâncias de fabricação fixadas pelo projeto. Para se efetuar aqualificação destas peças de forma rápida utilizam-se os calibradores do tipopassa/não-passa.

Dada a sua grande simplicidade e seu preço relativamente reduzido, oscalibradores constituem uma solução econômica para uma série de problemas demedição na indústria, como verificação de furos, eixos, roscas, etc., quanto a seuenquadramento ou não na faixa de tolerância.

Com a introdução da automatização, os calibradores no entanto, vão perdendo asua importância dentro do processo de fabricação.

7.2 CARACTERÍST ICAS DE FABRICAÇÃO7.2 CARACTERÍST ICAS DE FABRICAÇÃO

Os calibradores são fabricados de tal forma a possuírem as dimensões máximas emínimas de uma determinada geometria, como furos, roscas, comprimentos, etc.

A fabricação de calibradores exige uma técnica apurada visto que suas tolerânciasnão devem exceder de um quinto a um décimo das tolerâncias da dimensão a verificar.Calibradores de roscas, por exemplo, apresentam tolerâncias de fabricação que partemda ordem de ± 4 µm. Para realizar a calibração destes padrões é necessário, portanto ,padrões com baixa incerteza de medição.

A resistência à abrasão dos calibradores é um requisito importante devido ao seuconstante contato com as peças. Os calibradores são fabricados com aço endurecidopor cementação, ou revestido de cromo duro, carboneto de tungstênio, etc.

7.3 T IPOS E APL ICAÇÕES7.3 T IPOS E APL ICAÇÕES

Existem basicamente dois grupos de calibradores: fixos e ajustáveis ( figura 7.1 ).Os primeiros são exclusivamente empregados para a verificação de apenas umadeterminada dimensão, o que implica em dispor-se de um número elevado decalibradores para atender às diversas medidas nominais com suas respectivas tolerânciasde fabricação. Os calibradores tipo tampão e anel se enquadram neste grupo.

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Para minimizar custos e tempo no controle, surgiram os calibradores ajustáveis quepermitem a verificação de uma faixa de dimensões ( figura 7.1.b ).

F igu ra 7 .1 : Ca l i b rado re s f i xo s e a j u s t á ve i s .F i gu ra 7 .1 : Ca l i b rado re s f i xo s e a j u s t á ve i s .

7.4 CAL IBRADORES F IXOS7.4 CAL IBRADORES F IXOS

7 .4 .1 Ca l i b rado re s Tampões7 .4 .1 Ca l i b rado re s Tampões

Os calibradores tampões são utilizados para a verificação da dimensão de furos.Eles apresentam dois lados: um Passa e outro Não-Passa ( figura 7.2 ).

F igu ra 7 .2 : Ca l i b rado re s t ampões .F i gu ra 7 .2 : Ca l i b rado re s t ampões .

Calibradores passa-não-passa são constituídos obedecendo o princípio de Taylor( Figura 7.9 ) . Este princípio diz: no lado bom deve-se ensaiar o "casamento". Assim,por exemplo, o lado " bom " do calibrador para furos tem a forma de um eixo e tem deencaixar no furo. Com o lado " ruim " do calibrador deve-se testar se em nenhumaposição a dimensão especificada é ultrapassada. Para o calibrador de furos o lado "

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refugo " possui duas superfícies de contato pontuais. O calibrador não deve em nenhumaposição encaixar no furo.

Para os calibradores existe um sistema de tolerância especial ( Figura 7.10 ).

Como pode ser observado, as tolerâncias de fabricação são bastante mais estreitase deve-se prever o próprio desgaste no lado passa. Maiores detalhes podem serobservados nas normas DIN 7162 A 7164, por exemplo.

F i gu r a 7 .3 : Ca l i b r ado r de a l t u r a d i g i t a l .F i gu r a 7 . 3 : Ca l i b r ado r de a l t u r a d i g i t a l .

7 .4 .2 Ca l i b rado re s Anu la re s7 .4 .2 Ca l i b rado re s Anu la re s

Os calibradores anulares são utilizados para a verificação de diâmetros externos,como eixos. Na figura 7.11 apresentam-se os diferentes tipos de calibração anulares.

7 .4 .3 Ca l i b rado re s de Boca e Ca l i b rado re s P l anos7 .4 .3 Ca l i b rado re s de Boca e Ca l i b rado re s P l anos

Estes calibradores ( figura 7.12 ), que frequentemente substituem os anulares etampões, somente ficam em contato com a peça a medir numa pequena região,ocorrendo contato localizado ou mesmo em duas linhas opostas ( contato linear ).

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F i gu ra 7 .4 : Ca l i b r ado r de p ro f und i dade .F i gu ra 7 .4 : Ca l i b r ado r de p ro f und i dade .

F i gu ra 7 .5 : Ca l i b rado re s f i xo s : pen te de ro s ca mé t r i ca .F i gu ra 7 .5 : Ca l i b rado re s f i xo s : pen te de ro s ca mé t r i ca .

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F i gu ra 7 .6 : Ca l i b r ado re s de f o l ga .F i gu ra 7 .6 : Ca l i b r ado re s de f o l ga .

F i gu ra 7 .7 : Ca l i b rado re s f i xo s : f i e i r a s .F i gu ra 7 .7 : Ca l i b rado re s f i xo s : f i e i r a s .

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F igu ra 7 .8 : Ca l i b rado re s pa ra f u ro s e r a sgos .F i gu ra 7 .8 : Ca l i b rado re s pa ra f u ro s e r a sgos .

F i gu ra 7 .9 : Ca l i b r ado re s ( P r i n c í p i o de Tay l o r ) .F i gu ra 7 .9 : Ca l i b r ado re s ( P r i n c í p i o de Tay l o r ) .

O calibrador de boca tem superfícies de contato planas e paralelas que permitemcontrolar peças cilíndricas e prismas com faces paralelas ( figura 7.12.a ). Na figura7.1.b é mostrado um calibrador de boca ajustável.

O calibrador plano tem superfícies de contato cilíndricas que permitem, como otampão, verificar um furo ( figura 7.12. b ).

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F i gu ra 7 .10 : To l e r ânc i a pa ra ca l i b r ado re sF i gu ra 7 .10 : To l e r ânc i a pa ra ca l i b r ado re sD IN 7162 a D IN 7164 .D IN 7162 a D IN 7164 .

F i gu ra 7 .11 : Ca l i b rado re s anu la re s .F i gu ra 7 .11 : Ca l i b rado re s anu la re s .

7 .4 .4 Ca l i b rado re s t i po Has t e7 .4 .4 Ca l i b rado re s t i po Has t e

Tem as superfícies de medição em forma esférica ou plana ( figura 7.13 ). Sãoutilizados para verificação de furos, em geral acima de 100 mm, ou distâncias entresuperfícies paralelas, por exemplo na calibração ou ajustes de micrômetros.

Para verificação de furos são fabricados aos pares: um com a dimensão máxima eoutro com a mínima da peça. Devem ocupar na peça uma posição que definegeometricamente o elemento a controlar. Assim o calibrador haste para furos deve sersituado numa posição perpendicular a duas geratrizes opostas, a fim de confundir-secom um diâmetro.

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F i gu ra 7 .12 : Ca l i b r ado re s de boca e ca l i b r ado re s p l anos .F i gu ra 7 .12 : Ca l i b r ado re s de boca e ca l i b r ado re s p l anos .

F i gu ra 7 .13 : Ca l i b rado re s t i po ha s t e .F i gu ra 7 .13 : Ca l i b rado re s t i po ha s t e .

7.4 .5 Ca l i b rado re s de Roscas C i l í nd r i ca s7 .4 .5 Ca l i b rado re s de Roscas C i l í nd r i ca s

Na figura 7.2 e é mostrado um calibrador tampão de rosca cilíndrica. Éantieconômico medir todos os parâmetros de uma rosca no controle de peças. Em vezdisso, recorre-se ao emprego de calibradores de roscas que proporcionam umaverificação simultânea de todos os parâmetros da rosca.

O lado passa tem uma rosca com o perfil completo e deve ser enroscadofacilmente. O lado não passa é mais curto e possui de 2 a 3 filetes cujos flancos estão

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rebaixados na parte dos diâmetros externos e do núcleo. O mesmo não deve poder serroscado.

O diâmetro liso, do lado não passa do calibrador, serve para verificar o diâmetrodo núcleo da rosca interna. Na figura 7.11.a é mostrado um calibrador cilíndricoanular.

As tolerâncias de fabricação de calibradores de rosca cilíndricos são dadas pelasnormas ABNT NBR 8225, DIN 13, DIN 259, ISO 228/I, ANSI B1.1 , entre outras.

7.4 .6 Ca l ib rado re s de Roscas Côn i cas7 .4 .6 Ca l ib rado re s de Roscas Côn i cas

Estes tipos de calibradores seguem as formas e dimensões padronizadas pornormas como BS 21 e USAS B2.1. São utilizados para verificar roscas a serem abertasem tubos, registros, bujões, válvulas e conexões, abrangendo as roscas destinadas aformar juntas estanques:

- rosca externa cônica- rosca interna cônica- rosca interna cilíndrica

Existem 2 sistemas de calibradores e considera-se que, em condições apropriadas,a calibração por qualquer dos dois sistemas recomendados, acompanhada por inspeçãovisual, será suficiente para garantir produtos satisfatórios, com os quais se farão juntasperfeitas.

O sistema "A" é indicado para uso onde métodos de controle de produção sãoempregados para garantir a elevada qualidade da rosca, enquanto o sistema " B " éindicado para uso onde um controle adequado da produção não foi estabelecido.

a) Sistema A

Compreende os seguintes tipos de calibradores:

- Calibrador tampão cônico com rosca completa

Este calibrador tem um entalhe no plano de calibração e o comprimento da roscado entalhe no plano de calibração até a extremidade menor do tampão, é igualao comprimento básico de calibração ( figura 7.14.b).

- Calibrador anular com rosca cônica

Este calibrador tem um comprimento de rosca igual ao comprimento básico decalibração, e os diâmetros na extremidade maior são iguais aos diâmetros básicosno plano de calibração ( figura 7.14.a ).

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F igu ra 7 .14 : Ca l i b ração de ro s cas côn i ca s : s i s t ema A .F igu ra 7 .14 : Ca l i b ração de ro s cas côn i ca s : s i s t ema A .

b) Sistema B

Compreende os seguintes calibradores:

- Calibrador tampão cônico com rosca completa

Tem um comprimento total de rosca igual ao comprimento da rosca útil paracomprimento máximo de calibração e possui um entalhe igual à tolerância total naposição do plano de calibração.

A face superior do entalhe é marcada positiva (+) e a face inferior, é marcadanegativa (-) ( figura 7.15.b ), devendo o limite da rosca situar-se entre estas facesquando aplicado o calibrador.

- Calibrador anular com rosca cônica completa

Este calibrador tem um comprimento total de rosca igual ao comprimento da roscaútil para comprimento máximo de calibração menos a metade do comprimentopara aperto com chave, e um entalhe igual à tolerância total do comprimento decalibração. A face superior do entalhe é marcada positiva (+) e a face inferior émarcada negativa (-) ( figura 7.15.a ).

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F igu ra 7 .15 : Ca l i b ração de ro s ca s côn i ca s : s i s t ema B .F i gu ra 7 .15 : Ca l i b ração de ro s ca s côn i ca s : s i s t ema B .

7.5 QUAL IF ICAÇÃO DE CAL IBRADORES7.5 QUAL IF ICAÇÃO DE CAL IBRADORES

As condições em que é executado o controle de qualidade utilizando-secalibradores, traz consigo um desgaste relativamente rápido dos mesmos devido aoatritoexistente entre o calibrador e a peça a ser controlada. É por conseguinte importanteperiodicamente realizar a calibração dos calibradores, que consiste em determinar asdimensões efetivas dos mesmos para comparação com os valores normalizados.

Aos valores das dimensões nominais dos calibradores são também atribuídastolerâncias, de sorte que sempre teremos um dos casos:

- peças boas sendo refugadas- peças que deveriam ser refugadas e são consideradas boas.

Algumas normas sobre calibradores são relacionadas abaixo:

Tampões................................. DIN 2245Anéis...................................... DIN 2250De boca Progressivo.................. DIN 273De boca Passa......................... DIN 2232De boca Não Passa.................. DIN 2233De boca.................................. DIN 2234De boca.................................. DIN 2235De boca.................................. DIN 2238

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De rosca cilíndrica.................... NBR 5876,6159,6160 e 6161,DIN13 e 159,ANSI B1.1De rosca cônica....................... NBR 8018, USAS 2.1, BS 2.1 DIN 2999

Elas apresentam as tolerâncias de fabricação e de desgaste para os diferentescalibradores.